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中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 機(jī)自06-4班 學(xué)生姓名況 偉
任務(wù)下達(dá)日期：2010年3月9日
畢業(yè)設(shè)計(jì)日期：2010年3月15日至 2010年6月16日
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：JD-1型調(diào)度絞車(chē)
畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：
了解調(diào)度絞車(chē)的用途、工作原理以及工作中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一臺(tái)JD-1型調(diào)度絞車(chē)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行減速器的選擇，根據(jù)其傳動(dòng)特點(diǎn)選擇兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，之后分配減速比確定傳動(dòng)部件的尺寸，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇電動(dòng)機(jī)和鋼絲繩的直徑以及絞車(chē)的制動(dòng)裝置的選擇，根據(jù)絞車(chē)的結(jié)構(gòu)選擇帶式制動(dòng)等等。在設(shè)計(jì)完成后要對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)部件，零件校核，確定其能是否滿(mǎn)足要求。
設(shè)計(jì)要求絞車(chē)最大牽引力為10kN，容繩量為，速度為。并且具有防爆功能，設(shè)計(jì)圖紙量折合成A0圖紙不少于3.5張，并完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，要求說(shuō)明書(shū)正文不少于55頁(yè),要有英文相關(guān)文章的翻譯，翻譯成中文后不少于3000字。
院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)
答 辯 情 況
提 出 問(wèn) 題
回 答 問(wèn) 題
正 確
基本
正確
有一般性錯(cuò)誤
有原則性錯(cuò)誤
沒(méi)有
回答
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：
答辯委員會(huì)主任簽字：
年 月 日
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘 要
調(diào)度絞車(chē)是礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中最常用的機(jī)電設(shè)備，主要用于煤礦井下和其他礦山在傾角度小于30度的巷道中拖運(yùn)礦車(chē)及其它輔助搬運(yùn)工作，也可用于回采工作面和掘進(jìn)工作面裝載站上調(diào)度編組礦車(chē)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)絞車(chē)牽引力選擇電動(dòng)的型號(hào)以及鋼絲繩的直徑，選擇后驗(yàn)證速度是否與設(shè)計(jì)要求速度一致，根據(jù)要求設(shè)計(jì)絞車(chē)是通過(guò)兩級(jí)行星輪系及所采用的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)完成絞車(chē)的減速和傳動(dòng)，其兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)分別在滾筒的兩側(cè)，從而根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定行星減速器的結(jié)構(gòu)和各個(gè)傳動(dòng)部件的尺寸，根據(jù)滾筒的結(jié)構(gòu)形式選擇制動(dòng)裝置為帶式制動(dòng)，并對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)零部件進(jìn)行校核等等。絞車(chē)通過(guò)操縱工作閘和制動(dòng)閘來(lái)實(shí)現(xiàn)絞車(chē)卷筒的正轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重物的牽引和停止兩種工作狀態(tài)。設(shè)計(jì)中絞車(chē)內(nèi)部各轉(zhuǎn)動(dòng)部分均采用滾動(dòng)軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。
JD-1型調(diào)度絞車(chē)采用行星齒輪傳動(dòng)，絞車(chē)具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、效率高、安裝移動(dòng)方便、起動(dòng)平穩(wěn)、操作靈活、制動(dòng)可靠、噪音低以及隔爆性能、設(shè)計(jì)合理、操作方便，用途廣泛等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：調(diào)度絞車(chē)； 帶式制動(dòng)；行星輪系
ABSTRACT
Mine production Dispatching winch system is the most commonly used in electrical and mechanical equipment, mainly for underground coal mine and other mines in the dumping of less than 30 degrees angle of the roadway in the haulage mine car handling and other auxiliary work, can also be used for mining and tunneling Face Face loading station on the scheduling grouping tramcar.
In the design process in accordance with electric winch traction choose the type and the diameter of wire rope, after the choice of whether or not verify the speed consistent with the design requirements of speed, according to winch was designed by two rounds of the planet and used by the body floating completion of the slowdown and drive winch , The two planetary gear transmission in the drum on both sides, in accordance with design requirements so as to determine the structure and planetary reducer in various parts of the drive size, according to choose the form of the structure of drum brakes for the belt brake, and various design Parts and components for checking and so on. Winch through the manipulation of gates and brake drum gates to achieve the winch is to turn and stop, thus realizing the weight of traction and the suspension of the two working condition. Winch in the design of the internal rotation of the rolling bearings are used, flexible operation.
JD-1 to Dispatching winch used planetary gear transmission, the winch is compact, rigid and efficient, easy to install mobile, starting a smooth, flexible operation, the brake reliable, low noise and flameproof performance, design reasonable, easy to operate, such as extensive use Characteristics.
Keywords：Scheduling winch; belt braking; round of the planet.
目 錄
1 概述……………………………………………………………………………………………1
1.1調(diào)度絞車(chē)的簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………1
1.2用途及適用范圍…………………………………………………………………………1
1.3 本文所做的基本工作……………………………………………………………………2
2 調(diào)度絞車(chē)的總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………2
2.1設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………………………2
2.2結(jié)構(gòu)特征與工作原理……………………………………………………………………2
2.3 選擇電動(dòng)機(jī)………………………………………………………………………………3
2.3.1電動(dòng)機(jī)輸出功率的計(jì)算………………………………………………………………3
2.3.2確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)……………………………………………………………………4
3 滾筒及其部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………4
3.1 鋼絲繩直徑的確定及滾筒直徑的確定…………………………………………………4
3.1.1鋼絲繩的選擇…………………………………………………………………………4
3.1.2滾筒參數(shù)的確定………………………………………………………………………5
3.1.3卷筒鋼絲繩運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算…………………………………………………………6
4 行星齒輪傳動(dòng)概論……………………………………………………………………………6
4.1行星齒輪傳動(dòng)的定義……………………………………………………………………6
4.2行星齒輪傳動(dòng)符號(hào)………………………………………………………………………7
4.3行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)……………………………………………………………………7
5 減速器設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………9
5.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配…………………………………………………………………9
5.1.1總傳動(dòng)比………………………………………………………………………………9
5.1.2傳動(dòng)比分配……………………………………………………………………………9
5.2高速級(jí)計(jì)算………………………………………………………………………………9
5.2.1配齒計(jì)算………………………………………………………………………………9
5.2.2 按接觸強(qiáng)度初算a-g傳動(dòng)的中心距和模數(shù)…………………………………………9
5.2.3幾何尺寸計(jì)算…………………………………………………………………………10
5.2.4 驗(yàn)算a-g傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度………………………………………………11
5.2.5根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定內(nèi)齒輪材料………………………………………………16
5.2.6 g-b傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算……………………………………………………………17
5.3低速級(jí)計(jì)算………………………………………………………………………………19
5.3.1配齒計(jì)算………………………………………………………………………………19
5.3.2按接觸強(qiáng)度初算b-g傳動(dòng)的中心距和模數(shù)…………………………………………19
5.3.3幾何尺寸計(jì)算…………………………………………………………………………20
5.3.4驗(yàn)算b-g傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度………………………………………………21
5.3.5根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定內(nèi)齒輪材料………………………………………………26
5.3.6 g-b傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算……………………………………………………………27
5.4傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算…………………………………………………………………29
6傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………………30
6.1計(jì)算作用在齒輪上的力…………………………………………………………………30
6.2初步估算軸的直徑………………………………………………………………………30
6.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………30
6.3.1確定軸的結(jié)構(gòu)方案……………………………………………………………………31
6.3.2確定各軸段直徑和長(zhǎng)度………………………………………………………………31
6.3.3確定軸承及齒輪作用力位置…………………………………………………………31
6.4繪制軸的彎矩圖和扭矩圖………………………………………………………………31
6.5軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖……………………………………………………………………………33
6.6按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度…………………………………………………………34
7滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算…………………………………………………………………34
7.1基本概念及術(shù)語(yǔ)…………………………………………………………………………34
7.2軸承類(lèi)型選擇……………………………………………………………………………35
7.3按額定動(dòng)載荷選擇軸承…………………………………………………………………35
8鍵的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算…………………………………………………………………………36
8.1電機(jī)軸與中心輪聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算…………………………………………………37
8.1.1鍵的選擇………………………………………………………………………………37
8.1.2鍵的驗(yàn)算………………………………………………………………………………37
8.2 主軸（滾筒軸）與行星架聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算………………………………………38
8.2.1鍵的選擇………………………………………………………………………………38
8.2.2 鍵的驗(yàn)算……………………………………………………………………………38
8.3 行星架與滾筒聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算…………………………………………………38
8.3.1 鍵的選擇……………………………………………………………………………38
8.3.2 鍵的驗(yàn)算……………………………………………………………………………38
9 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………………39
9.1制動(dòng)器的作用與要求……………………………………………………………………39
9.1.1 制動(dòng)器的作用：………………………………………………………………………39
9.1.2 制動(dòng)器的要求：………………………………………………………………………39
9.2 制動(dòng)器的類(lèi)型比較與選擇……………………………………………………………39
9.2.1制動(dòng)器的類(lèi)型有：……………………………………………………………………39
9.2.2 制動(dòng)器的選擇………………………………………………………………………39
9.3 外抱帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………40
9.4 外抱帶式制動(dòng)器的幾何參數(shù)計(jì)算……………………………………………………40
10 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………49
10.1 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)……………………………………………………………49
10.1.1 均載機(jī)構(gòu)的類(lèi)型和特點(diǎn)……………………………………………………………49
10.1.2 行星輪間載荷分布不均勻性分析…………………………………………………49
10.1.3 行星輪間載荷分布均勻的措施……………………………………………………51
10.2 行星輪的結(jié)構(gòu)及支承結(jié)構(gòu)……………………………………………………………52
10.2.1 行星輪的結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………52
10.2.2 行星輪的支承結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………54
11 主要零件的技術(shù)要求………………………………………………………………………55
11.1 對(duì)齒輪的要求…………………………………………………………………………55
11.1.1 齒輪精度……………………………………………………………………………55
11.1.2 對(duì)行星輪制造方面的幾點(diǎn)要求……………………………………………………56
11.1.3 齒輪材料和熱處理要求……………………………………………………………56
12 絞車(chē)的安裝及安裝調(diào)試……………………………………………………………………56
12.1 絞車(chē)的安裝……………………………………………………………………………56
12.2 絞車(chē)安裝調(diào)試…………………………………………………………………………56
13 使用與操作…………………………………………………………………………………57
13.1 一般要求………………………………………………………………………………57
13.2 操作前注意事項(xiàng)………………………………………………………………………57
13.3 操作要求和操作方法…………………………………………………………………57
14 安全保護(hù)……………………………………………………………………………………58
15 維護(hù)與保養(yǎng)…………………………………………………………………………………58
16 可能發(fā)生的故障及消除方法………………………………………………………………59
17 絞車(chē)的潤(rùn)滑…………………………………………………………………………………59
小結(jié)……………………………………………………………………………………………61
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………62
附錄……………………………………………………………………………………………63
翻譯部分
英文原文……………………………………………………………………………………64
中文譯文……………………………………………………………………………………70
致謝……………………………………………………………………………………………74
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 74 頁(yè)
翻譯部分
中文譯文
滾柱軸承初始故障診斷的方法
------根據(jù)小波的變換交互作用過(guò)濾和Hilbert變換
摘自（國(guó)際設(shè)備工程與管理）期刊
曾慶虎、仇靜、劉關(guān)軍
學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)和自動(dòng)化，國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，
長(zhǎng)沙 410073， P、 R. 中國(guó)
摘要：
噪聲是初始滾動(dòng)軸承故障診斷結(jié)果不準(zhǔn)確最大的障礙; 根據(jù)小波的變換交互作用過(guò)濾和Hilbert變換，一個(gè)新的診斷滾動(dòng)軸承初始故障的方法被提議。
首先，微弱的故障信息特點(diǎn)利用小波的一個(gè)降低噪音的特征變換交互作用過(guò)濾作為Hilbert信封分析的預(yù)處理，從滾柱軸承的故障感應(yīng)信號(hào)拾取信號(hào)
然后，為了得到故障特征頻率，降低了噪音的高頻信號(hào)中小波系數(shù)利用Hilbert信封光譜進(jìn)行分析。
仿真信號(hào)和診斷實(shí)例分析結(jié)果顯示：提出的方法比在降低干擾的和凈化的滾柱軸承初始故障中直接小波Hilbert系數(shù)轉(zhuǎn)換有效。
關(guān)鍵詞： 小波交互作用過(guò)濾； Hilbert變換； 信封光譜‘ 故障診斷；滾柱軸承
1、概述：
滾柱軸承頻繁地是被應(yīng)用在大多數(shù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中。 他們的運(yùn)行質(zhì)量影響到設(shè)備的工作成績(jī)。 當(dāng)前，普遍用于診斷滾柱軸承缺點(diǎn)的方法包括FFT光譜分析和高頻率解調(diào)分析，但二個(gè)方法都有缺陷。
原因是：
(1)軸承故障振動(dòng)信號(hào)通常有不穩(wěn)定的特征;
(2)滾柱軸承初始故障的特點(diǎn)信息是微弱的，并且工作環(huán)境是充滿(mǎn)了噪聲; 特征信息淹沒(méi)在噪聲中從而難以辨認(rèn)。那么如何拾取故障特征信息和如何增加信號(hào)噪聲比率是為診斷滾柱軸承初始故障的關(guān)鍵技術(shù)。小波分析在80年代來(lái)了。 從那以后，人們開(kāi)始使用小波分析處理振動(dòng)信號(hào)并且達(dá)到了一些有利作用。幾乎所有的方法都使用小波變換(WT)或小波口袋變換(WPT)直接地拾取故障特征，但當(dāng)工作環(huán)境充滿(mǎn)強(qiáng)烈的噪聲時(shí)，這不是理想的。原因是故障信號(hào)被噪音淹沒(méi)再每個(gè)頻率渠道。小波變換交互作用過(guò)濾(WTCF)根據(jù)以下事實(shí)：尖銳的邊緣有大信號(hào)在小波標(biāo)度，并且噪聲將在此標(biāo)度快速的消失；尖銳的和重要的特征可以從噪聲中獲得，并且根據(jù)門(mén)限檢查消除噪聲; WTCF小波系數(shù)噪聲信號(hào)比率明顯高于WT小波系數(shù)。當(dāng)壓制噪聲和小鋒利的特點(diǎn)，在幾個(gè)毗鄰標(biāo)度削尖并且提高邊緣和重大特性，小波系數(shù)直接空間交互作用; 在本文，根據(jù)WTCF的和Hilbert變換，一個(gè)診斷滾柱軸承初始故障的新的方法被提議。首先，利用WTCF的一個(gè)降低噪音的特征作為Hilbert信封分析的預(yù)處理，微弱的故障信息特點(diǎn)從滾柱軸承故障振動(dòng)信號(hào)被拾取。然后，為了得到故障特征頻率，降低噪音的高頻信號(hào)中小波系數(shù)利用Hilbert信封光譜進(jìn)行分析。仿真信號(hào)和診斷實(shí)例分析結(jié)果顯示：提出的方法比在降低干擾的和凈化的滾柱軸承初始故障中直接小波Hilbert系數(shù)轉(zhuǎn)換有效。
2、小波轉(zhuǎn)換交互作用過(guò)濾
小波變換交互作用過(guò)濾(WTCF)，降低噪音的想法是根據(jù)以下事實(shí)的：在許多小波標(biāo)度尖銳的邊緣有大信號(hào)，并且噪聲將快速地在小波標(biāo)度消除; 當(dāng)壓制噪聲和小鋒利的特點(diǎn)時(shí)，在幾個(gè)毗鄰標(biāo)度削尖并且提高邊緣和重大特點(diǎn)，小波系數(shù)的直接空間交互作用。邊緣和重大特點(diǎn)可以從噪聲得到，并且根據(jù)門(mén)限檢查消除噪聲。WTCF小波系數(shù)信號(hào)噪聲比率明顯高于WT小波系數(shù)。WTCF具有容易實(shí)施和強(qiáng)烈的特征，并且它可以是信號(hào)處理用于拾取機(jī)械設(shè)備初始故障特性的工具。 我們?cè)趲讉€(gè)毗鄰標(biāo)度，使用小波變換內(nèi)容的直接空間交互作用Corrl (m，n)準(zhǔn)確地查出邊緣或其他重大特征的地點(diǎn)。
Y (m + i, n) , n = 1, 2?, N [1]
這里N表示一個(gè)離散信號(hào)的點(diǎn)數(shù)字，n是翻譯索引，m是標(biāo)度索引，Y表示小波變換數(shù)據(jù)，i是在涉及到直接增殖的標(biāo)度數(shù)量，m
[]=5
3.3.2 滾筒參數(shù)的確定
1、根據(jù)JB/T 9028－1999 規(guī)定
卷筒直徑與鋼絲繩的繩徑比應(yīng)16~20
12（16~20）=（192~240）mm
取=220mm
式中: ：滾筒的最小外徑 mm
：鋼絲繩直徑 mm
2、確定滾筒寬度
初選每層纏繞Z=21圈
則:B=
式中 :鋼絲繩排列不均勻系數(shù)
取B=270mm
3、 初定鋼絲繩纏繞層數(shù)n＝16
4、 驗(yàn)算滾筒容繩量L
式中: :鋼絲繩每層厚度降低系數(shù)
所以取 n=15 Z=23
5、確定滾筒各直徑
1)滾筒最小纏繞直徑
==220+12=232
2)滾筒最大纏繞直徑
=
3）滾筒平均纏繞直徑
4）滾筒結(jié)構(gòu)外徑
取為620mm
3.1.3 卷筒鋼絲繩運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
1、 卷筒轉(zhuǎn)速
2、卷筒最外層鋼絲繩牽引速度
4 行星齒輪傳動(dòng)概論
齒輪傳動(dòng)在各種機(jī)器和機(jī)械設(shè)備中已獲得了較廣泛的應(yīng)用。例如，起重機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)、火炮、船舶和儀器、儀表中均采用了齒輪傳動(dòng)。在上述各種機(jī)器設(shè)備和機(jī)械傳動(dòng)裝置中，為了減速、增速和變速等特殊用途，經(jīng)常采用一系列互相嚙合的齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，在《機(jī)械原理》中，便將上述的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)稱(chēng)之為輪系。
4.1行星齒輪傳動(dòng)的定義
輪系可由各種類(lèi)型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿蝸輪組成的輪系，稱(chēng)之為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱(chēng)為平面輪系。下面我們主要討論的是平面輪系的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其筆順齒輪的幾何軸線相對(duì)位置是否變動(dòng)，齒輪傳動(dòng)分為兩大類(lèi)型。
1）普通齒輪傳動(dòng)（定軸輪系）
當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的所有齒輪的幾何軸線位置都是固定不變的，則稱(chēng)為普通齒輪傳動(dòng)（或稱(chēng)為定軸輪系）。在普通齒輪傳動(dòng)中，如果各齒輪副的軸線均互相平行，則稱(chēng)為平行軸齒輪傳動(dòng)；如果齒輪系中含有一個(gè)相交軸齒輪副或一個(gè)相錯(cuò)軸齒輪副，則稱(chēng)為不平行軸齒輪傳動(dòng)（空間齒輪傳動(dòng)）。
2）行星齒輪傳動(dòng)（行星輪系）
當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪。
行星齒輪傳動(dòng)按其自由度的數(shù)目可分為以下幾種。
（1）簡(jiǎn)單行星齒輪傳動(dòng) 具有一個(gè)自由度（W=1）的行星齒輪傳動(dòng)。對(duì)于簡(jiǎn)單行星齒輪傳動(dòng)，只需要知道其中一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)便可確定。
（2）差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng) 具有兩個(gè)自由度（W=2）的行星齒輪傳動(dòng)，即它是具有三個(gè)可動(dòng)外接構(gòu)件（a、b和x）的行星輪系。對(duì)于差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)，必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)才能確定。
在行星齒輪傳動(dòng)中作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，稱(chēng)為行星齒輪（簡(jiǎn)稱(chēng)為行星輪）。換而言之，在齒輪系中，凡具有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的齒輪，則稱(chēng)為行星輪。僅有一個(gè)齒圈的行星，稱(chēng)為單齒圈行星輪；帶有兩個(gè)齒圈的行星輪稱(chēng)為雙齒圈行星輪。
在行星齒輪傳動(dòng)中，支承行星輪并使它得到公轉(zhuǎn)的構(gòu)件，稱(chēng)為轉(zhuǎn)臂（又稱(chēng)為行星架），用符號(hào)x表示。轉(zhuǎn)臂x繞之旋轉(zhuǎn)的幾何軸線，稱(chēng)為主軸線。在行星齒輪傳動(dòng)中，與行星齒輪相嚙合的，且其軸線又與主軸線重合的齒輪，稱(chēng)為中心輪；外齒中心輪用符號(hào)a或b表示，內(nèi)齒中心輪用符號(hào)b或e表示。最小的外齒中心輪a又可稱(chēng)為太陽(yáng)輪。而將固定不動(dòng)的（與機(jī)架連接的）中心輪，稱(chēng)為支持輪。
在行星齒輪傳動(dòng)中，凡是其旋轉(zhuǎn)軸線與主軸線相重合，并承受外力矩的構(gòu)件，稱(chēng)為其本構(gòu)件。換言之，所謂基本構(gòu)件就是在空間具有固定旋轉(zhuǎn)軸線的受力構(gòu)件；其中也可能是固定構(gòu)件。而差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)就是具有三個(gè)運(yùn)動(dòng)基本構(gòu)件的行星齒輪傳動(dòng)。在其三個(gè)基本構(gòu)件中，若將內(nèi)齒輪固定不動(dòng)，則可得到應(yīng)用廣泛的，輸入件為中心輪或轉(zhuǎn)臂，輸出件為轉(zhuǎn)臂或中心輪的行星齒輪傳動(dòng)。仿上，當(dāng)中心輪a固定不動(dòng)時(shí)，則可得到輸入件為內(nèi)齒輪b或轉(zhuǎn)臂x，輸出件為轉(zhuǎn)臂x或內(nèi)齒輪b的行星齒輪傳動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)臂x固定不動(dòng)時(shí)，則可得到所有齒輪細(xì)線均固定不動(dòng)的普通齒輪傳動(dòng)，即定軸齒輪傳動(dòng)。由于該定軸齒輪傳動(dòng)騍原來(lái)行星齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，故又稱(chēng)之為準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)。
4.2行星齒輪傳動(dòng)符號(hào)
在行星齒輪傳動(dòng)中較常用的符號(hào)如下。
——轉(zhuǎn)速，以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)衡量的角速度，。
——角速度，以每秒弧度來(lái)衡量的角速度，。
——齒輪a的轉(zhuǎn)速，。
——內(nèi)齒輪b的轉(zhuǎn)速，。
——轉(zhuǎn)臂x的轉(zhuǎn)速，。
——行星輪c的轉(zhuǎn)速，。
——內(nèi)齒輪b與中心輪a的齒數(shù)比。
——內(nèi)齒輪b固定，即,中心輪a輸入，轉(zhuǎn)臂x輸出時(shí)的行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比。
4.3行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)
行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng),而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器、增速器和和變速裝置.尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速器的汽車(chē)和坦克等車(chē)輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下。
1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大 由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和各中心輪的周?chē)鶆虻胤植贾鴶?shù)個(gè)行星輪來(lái)共同分擔(dān)載荷，從而使得每個(gè)齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容體積，從而有利于縮小其外廓尺寸，使其體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載能力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的（即在承受相同的載荷條件下）。
2）傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱(chēng)分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類(lèi)型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)。
3）傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。
4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng) 由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布中心輪的周?chē)瑥亩墒剐行禽喤c轉(zhuǎn)臂的慣性力相互了解。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。
總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高（類(lèi)型選項(xiàng)用得當(dāng)）等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器、和儀表各方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。它幾乎可適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。
隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已達(dá)到，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到。據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向如下。
（1）標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已有50多個(gè)漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種型化的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。
（2）硬齒面、高精度 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。
（3）高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。
（4）大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已有了較大的發(fā)展。行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深入地了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此，對(duì)于它的制造安裝問(wèn)題，目前已不再視為一件什么困難的事情。實(shí)踐表明，在具有中等技術(shù)水平的工廠里弄也是完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。
應(yīng)該指出，對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作中，充分地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度。從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動(dòng)裝置。
5 減速器設(shè)計(jì)
5.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配
5.1.1總傳動(dòng)比
(5.1)
式中，為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
為滾筒轉(zhuǎn)速
總傳動(dòng)比
在傳遞動(dòng)力時(shí),行星輪數(shù)目越多越容易發(fā)揮行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),但是行星數(shù)目的增加會(huì)使其載荷均衡困難,而且由于鄰接條件限制又會(huì)減小傳動(dòng)比的范圍.因而在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí),通常采用 3個(gè)或4個(gè),特別是3個(gè)行星輪。取行星輪的數(shù)目為3。
因?yàn)樾行禽啍?shù)目，傳動(dòng)范圍只有，故選用兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.1.2傳動(dòng)比分配
多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比分配原則是各級(jí)傳動(dòng)之間等強(qiáng)度，并希望獲得最小的外廓尺寸。由于結(jié)構(gòu)的需要，選取初級(jí)傳動(dòng)比為
5.2高速級(jí)計(jì)算
5.2.1配齒計(jì)算
確定齒數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的條件：
行星齒輪傳動(dòng)各齒輪齒數(shù)的選擇，除去應(yīng)滿(mǎn)足漸開(kāi)線圓柱齒輪齒數(shù)的選擇，還須滿(mǎn)足其傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件。
各輪齒數(shù)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表17.2-4，NGW型行星齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)組合即可查出：
5.2.2 按接觸強(qiáng)度初算a-g傳動(dòng)的中心距和模數(shù)
1、選擇齒輪材料
太陽(yáng)輪和行星輪材料使用40Cr調(diào)質(zhì) 齒面硬度HBS為240-285
齒輪精度等級(jí) 8-7-7
2、按接觸強(qiáng)度初步確定中心距
按直齒輪從表13-1-75選?。?83，取載荷系數(shù)K=2.0.
查圖13-1-24選取
初取許用接觸應(yīng)力
由于行星齒輪為懸臂布置，初取
齒寬系數(shù)
按表13－1－77 圓整取
中心輪輸入轉(zhuǎn)矩
取行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)＝1.3
在一對(duì)a-g傳動(dòng)中，小輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒數(shù)比
按表中公式計(jì)算
模數(shù)
取
則 a-c傳動(dòng)未變位時(shí)的中心距
由于此行星齒輪不要求變位。所以a-g傳動(dòng)和g-b傳動(dòng)的實(shí)際中心距變位系數(shù)及中心距為
=0
=0
5.2.3幾何尺寸計(jì)算
1）分度圓直徑
2）齒頂圓直徑
3）齒根圓直徑
4）齒寬和實(shí)際齒寬系數(shù)
取為40
實(shí)際齒寬系數(shù)
5.2.4、驗(yàn)算a-g傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度
1、按接觸疲勞強(qiáng)度校核
根據(jù)表13－1－80 校核公式為
1）一對(duì)齒輪嚙合中分度圓上圓周力
2)小輪單對(duì)齒嚙合系數(shù)
查表13－1－104得 =1
3）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
查圖13－1－16得 =2.5
4)彈性系數(shù)
查表13－1－105得 ＝189.8
5)重合度系數(shù)
6）螺旋角系數(shù)
＝1
7）使用系數(shù)
查表13－1－81 得 ＝1
8) 動(dòng)載系數(shù)
＝1.15
9）齒向載荷分布系數(shù)、
由于: 內(nèi)齒輪寬度/行星齒輪分度圓直徑=40/76<1
所以： 可?。剑?
10）齒間載荷分配系數(shù)、
查表13-1-102 按7級(jí)精度 選取 得＝＝1.1
將以上數(shù)據(jù)代入下式
得齒輪得計(jì)算接觸應(yīng)力：
11)許用接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
查圖13-1-24選取
12）接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)系數(shù)N由下式?jīng)Q定：
太陽(yáng)輪
行星輪
內(nèi)齒輪
由于
所以
而
得 行星輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
太陽(yáng)輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
內(nèi)齒輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
13）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
查表13－1－108 取
14）工作硬化系數(shù)
取 ＝1.0
15）尺寸系數(shù)
查表13－1－109 得 ＝1.0
16）接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查表13－1－110 取 =1.1
將上述參數(shù)代入公式求得許用接觸應(yīng)力
則 =7000.950.92/1.1=566.18
=7001.060.92/1.1=620.58
結(jié)論：由于
所以a-g傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度通過(guò)校核
2、 按彎曲疲勞強(qiáng)度校核
根據(jù)表13－1－111校核公式為
1）齒向載荷分布系數(shù)
由于: 內(nèi)齒輪寬度/行星齒輪分度圓直徑=25/66<1
所以： 可?。剑?
2)齒間載荷分配系數(shù)
查表13-1-102 按7級(jí)精度 選取 、 得＝＝1.1
3)使用系數(shù)
＝1
4) 動(dòng)載系數(shù)
＝1.15
5）齒形系數(shù)
查圖13－1－38 得 ＝2.85 =2.53
6)應(yīng)力修正系數(shù)
查圖13－1－43 得
7）螺旋角系數(shù)
＝1.0
8)重合度系數(shù)
9)將以上數(shù)據(jù)代入下式
得齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力：
2
10）許用彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
查圖13-1-24選取
由于行星輪受對(duì)稱(chēng)雙向彎曲，故行星輪的許用彎曲疲勞強(qiáng)度為
11）壽命系數(shù)
太陽(yáng)輪
行星輪
內(nèi)齒輪
由于 、
所以
得 行星輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
太陽(yáng)輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
內(nèi)齒輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
11)尺寸系數(shù)
查圖13－1－56 得 ＝1.0
12）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)
查表 32－1－39 得 ＝1.0
13）相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)
查圖13－1－58 得 ＝1.0
14）試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
15）彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查表13－1－110 取 （一般可靠度）
16）將上述參數(shù)代入公式求得許用彎曲應(yīng)力
則
結(jié)論：由于
所以a-g傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度通過(guò)校核
5.2.5、根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定內(nèi)齒輪材料
1．g-b傳動(dòng)比u
2、重合度系數(shù)
3、內(nèi)齒輪接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)
（允許有一定點(diǎn)蝕）
4、齒輪的接觸疲勞極限為
5、根據(jù)，選用45鋼正火, =550
5.2.6、g-b傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算
1）齒向載荷分布系數(shù)
＝1
2）齒間載荷分配系數(shù)
＝1.1
3）使用系數(shù)
＝1
4）動(dòng)載系數(shù)
＝1.15
5）齒形系數(shù)
查圖13－1－38 得 ＝2.23 =2.53
6)應(yīng)力修正系數(shù)
查圖13－1－43 得
7）螺旋角系數(shù)
＝1.0
8)重合度系數(shù)
9）將以上數(shù)據(jù)代入下式
得齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力：
10)許用彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
查圖13-1-23取 齒輪
行星輪受對(duì)稱(chēng)雙向彎曲，
11）壽命系數(shù)
太陽(yáng)輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
內(nèi)齒輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
12)尺寸系數(shù)
查圖13－1－56 得 ＝1.0
13）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)
查表 32－1－39 得 ＝1.0
14）相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)
查圖13－1－58 得 ＝1.0
15)試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
16)彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查表13－1－110 取 （一般可靠度）
17）將上述參數(shù)代入公式求得許用彎曲應(yīng)力
則
結(jié)論：由于
所以g-b傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度通過(guò)校核
5.3低速級(jí)計(jì)算
5.3.1配齒計(jì)算
確定齒數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的條件：
行星齒輪傳動(dòng)各齒輪齒數(shù)的選擇，除去應(yīng)滿(mǎn)足漸開(kāi)線圓柱齒輪齒數(shù)的選擇，還須滿(mǎn)足其傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件。
各輪齒數(shù)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表17.2-4，NGW型行星齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)組合即可查出：
5.3.2 按接觸強(qiáng)度初算b-g傳動(dòng)的中心距和模數(shù)
1、選擇齒輪材料
太陽(yáng)輪和行星輪材料使用40Cr調(diào)質(zhì) 齒面硬度HBS為240-285
齒輪精度等級(jí) 8-7-7
2、按接觸強(qiáng)度初步確定中心距
按直齒輪從表13-1-75選?。?83，取載荷系數(shù)K=2.0.
查圖13-1-24選取
初取許用接觸應(yīng)力
由于行星齒輪為對(duì)稱(chēng)布置，初取
齒寬系數(shù)
齒寬系數(shù)取
中心輪輸入轉(zhuǎn)矩
取行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)＝1.3
在一對(duì)b-g傳動(dòng)中，小輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒數(shù)比
按表中公式計(jì)算
模數(shù)
取=4mm
則 b-g傳動(dòng)未變位時(shí)的中心距
由于此行星齒輪不要求變位。所以a-g傳動(dòng)和g-b傳動(dòng)的實(shí)際中心距變位系數(shù)及中心距為
=0
=0
5.3.3幾何尺寸計(jì)算
1）分度圓直徑
2）齒頂圓直徑
3）齒根圓直徑
4）齒寬和實(shí)際齒寬系數(shù)
取為80
實(shí)際齒寬系數(shù)
5.3.4、驗(yàn)算b-g傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度
1、按接觸疲勞強(qiáng)度校核
根據(jù)表13－1－80 校核公式為
1）一對(duì)齒輪嚙合中分度圓上圓周力
2)小輪單對(duì)齒嚙合系數(shù)
查表13－1－104得 =1
3）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
查圖13－1－16得 =2.5
4)彈性系數(shù)
查表13－1－105得 ＝189.8
5)重合度系數(shù)
6）螺旋角系數(shù)
＝1
7）使用系數(shù)
查表13－1－81 得 ＝1
8) 動(dòng)載系數(shù)
動(dòng)載系數(shù)是按齒輪相對(duì)于行星架X的圓周速度
查圖13-1-14求出
可得：＝1.12
9）齒向載荷分布系數(shù)、
由于: 內(nèi)齒輪寬度/行星齒輪分度圓直徑=80/244<1
所以： 可?。剑?
10）齒間載荷分配系數(shù)、
查表13-1-102 按7級(jí)精度 選取 得＝＝1.1
將以上數(shù)據(jù)代入下式
得齒輪得計(jì)算接觸應(yīng)力：
11)許用接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
查圖13-1-24選取
12）接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)系數(shù)N由下式?jīng)Q定：
太陽(yáng)輪
行星輪
內(nèi)齒輪
由于 、
所以
得 行星輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
太陽(yáng)輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
內(nèi)齒輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
13）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
查表13－1－108 取
14）工作硬化系數(shù)
取 ＝1.0
15）尺寸系數(shù)
查表13－1－109 得 ＝1.0
16）接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查表13－1－110 取 =1.1
將上述參數(shù)代入公式求得許用接觸應(yīng)力
則 =7001.1930.92/1.1=698.45
=7001.1870.92/1.1=694.93
結(jié)論：由于
所以b-g傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度通過(guò)校核
3、 按彎曲疲勞強(qiáng)度校核
根據(jù)表13－1－111校核公式為
1）齒向載荷分布系數(shù)
由于: 內(nèi)齒輪寬度/行星齒輪分度圓直徑=80/244<1
所以： 可?。剑?
2)齒間載荷分配系數(shù)
查表13-1-102 按7級(jí)精度 選取 、 得＝＝1.1
3)使用系數(shù)
＝1
4) 動(dòng)載系數(shù)
＝1.15
5）齒形系數(shù)
查圖13－1－38 得 ＝2.80 =2.28
6)應(yīng)力修正系數(shù)
查圖13－1－43 得
7）螺旋角系數(shù)
＝1.0
8)重合度系數(shù)
9)將以上數(shù)據(jù)代入下式
得齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力：
9）許用彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
查圖13-1-24選取
由于行星輪受對(duì)稱(chēng)雙向彎曲，故行星輪的許用彎曲疲勞強(qiáng)度為
10）壽命系數(shù)
太陽(yáng)輪
行星輪
內(nèi)齒輪
由于 、
所以
得 行星輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
太陽(yáng)輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
內(nèi)齒輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
11)尺寸系數(shù)
查圖13－1－56 得 ＝1.0
12）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)
查表 32－1－39 得 ＝1.0
13）相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)
查圖13－1－58 得 ＝1.0
14）試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
15）彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查表13－1－110 取 （一般可靠度）
16）將上述參數(shù)代入公式求得許用彎曲應(yīng)力
則
結(jié)論：由于
所以b-g傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度通過(guò)校核
5.3.5、根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定內(nèi)齒輪材料
1．g-b傳動(dòng)比u
2、重合度系數(shù)
3、內(nèi)齒輪接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)
（允許有一定點(diǎn)蝕）
4、齒輪的接觸疲勞極限為
5、根據(jù)，選用45正火處理, =550
5.3.6、g-b傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算
1）齒向載荷分布系數(shù)
＝1
2）齒間載荷分配系數(shù)
＝1.1
3）使用系數(shù)
＝1
4）動(dòng)載系數(shù)
＝1.15
5）齒形系數(shù)
查圖13－1－38 得 ＝2.14 =2.28
6)應(yīng)力修正系數(shù)
查圖13－1－43 得
7）螺旋角系數(shù)
＝1.0
8)重合度系數(shù)
9）將以上數(shù)據(jù)代入下式
得齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力：
10)許用彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
查圖13-1-23取 齒輪
行星輪受對(duì)稱(chēng)雙向彎曲，
11）壽命系數(shù)
行星輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
內(nèi)齒輪 （允許有一定點(diǎn)蝕）
12)尺寸系數(shù)
查圖13－1－56 得 ＝1.0
13）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)
查表 32－1－39 得 ＝1.0
14）相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)
查圖13－1－58 得 ＝1.0
15)試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
16)彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查表13－1－110 取 （一般可靠度）
17）將上述參數(shù)代入公式求得許用彎曲應(yīng)力
則
結(jié)論：由于
所以g-b傳動(dòng)的彎曲疲勞強(qiáng)度通
5.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
從減速裝置的高速軸開(kāi)始各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸、Ⅴ軸
I軸
II軸
III軸
6傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
6.1計(jì)算作用在齒輪上的力
軸的轉(zhuǎn)矩
輸出軸上太陽(yáng)輪分度圓直徑
圓周力
徑向力
軸向力
各力方向如圖6.2和圖6.3所示。
6.2初步估算軸的直徑
選取45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理
由式計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響
根據(jù)軸的材料查得
則
取
6.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.3.1確定軸的結(jié)構(gòu)方案
左軸承從軸的左端裝入，靠軸肩定位。齒輪和右軸承從軸的右端裝入，軸承左側(cè)靠軸肩定位，太陽(yáng)輪兩邊靠左右軸承定位。最右側(cè)兩軸承靠套和彈性擋圈以定位，最右端軸承靠圓螺母以定位。軸的結(jié)構(gòu)如圖5.1所示。
圖6.1 軸的結(jié)構(gòu)圖
6.3.2確定各軸段直徑和長(zhǎng)度
段：軸和轉(zhuǎn)臂是通過(guò)鍵聯(lián)接起來(lái)的。結(jié)構(gòu)要求取，。
段：由結(jié)構(gòu)要求，過(guò)渡段，則該軸段直徑，長(zhǎng)度。
段：軸肩，用于固定軸承
段 便于加工齒輪取該軸段直徑長(zhǎng)度 。
段： 為軸齒輪，m=4,z=20,B=80
段：便于加工齒輪取,長(zhǎng)度。
段：軸肩，用于固定軸承 ,取軸段直徑。
段：用2個(gè)滾動(dòng)軸承支承軸，為使軸承運(yùn)行平穩(wěn)，選用圓螺母固定軸端，圓螺母能夠承受大軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度。查GB/T6170-2000，暫選螺母M65. 則該軸段直徑為,長(zhǎng)度,并加工出螺紋退刀槽。
6.3.3確定軸承及齒輪作用力位置
各力方向如圖6.2和6.3和軸的結(jié)構(gòu)圖所示，先確定軸承支點(diǎn)位置，查6212軸承，其支點(diǎn)尺寸，因此軸的支承點(diǎn)到另一個(gè)軸的支承點(diǎn)距離，，,
6.4繪制軸的彎矩圖和扭矩圖
圖6.2 滾筒的受力簡(jiǎn)圖
1、求水平面受力：
2、求垂直面受力：
圖6.3 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
6.5軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
1、計(jì)算軸承的支反力
1）在水平面內(nèi)：
在垂直面內(nèi)：
2）分析知軸承安裝處C點(diǎn)處承受彎矩最大，求中點(diǎn)處彎矩
水平面
垂直面
，
合成彎矩
扭矩
彎矩圖、扭矩圖如圖6.3所示。
6.6按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度
當(dāng)量彎矩，取折合系數(shù)，則C軸承處當(dāng)量彎矩最危險(xiǎn)
軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表8.2查得，由表8.9查得材料施用應(yīng)力
軸的應(yīng)力為
該軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
7 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算
7.1基本概念及術(shù)語(yǔ)
1）壽命 指一套滾動(dòng)軸承，其中一個(gè)套圈（或墊圈）或滾動(dòng)體的材料出現(xiàn)第一個(gè)疲勞擴(kuò)展跡象之前，一個(gè)套圈（或墊圈）相對(duì)另一個(gè)套圈（或墊圈）的轉(zhuǎn)數(shù)。
2）可靠度（即軸承壽命的可靠度） 指一組在同一條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的、近于相同的滾動(dòng)軸承所期望達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的百分率。單個(gè)滾動(dòng)軸承的可靠度為該軸承達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的概率。
3）靜載荷 當(dāng)軸承套圈或墊圈的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度為零時(shí)（向心或推力軸承）或當(dāng)滾道元件在滾動(dòng)方向無(wú)動(dòng)力時(shí)（直線軸承），作用在軸承上的載荷。
4）動(dòng)載荷 當(dāng)軸承套圈或墊圈的相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)（向心或推力軸承）或當(dāng)滾道元件在滾動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)（直線軸承），作用在軸承上的載荷。
5）額定壽命 以徑向基本額定動(dòng)載荷或軸向基本額定動(dòng)載荷為基礎(chǔ)的壽命的預(yù)測(cè)值。
6）基本額定壽命 與90%可靠性關(guān)聯(lián)的額定壽命。
7）徑向基本額定動(dòng)載荷 指一套滾動(dòng)軸承假想能承受的恒定徑向載荷，在這一載荷作用下的基本額定壽命為一百萬(wàn)轉(zhuǎn)。對(duì)于單列角接觸軸承，該載荷是指引起軸承套圈相互間產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量。
8）軸向基本額定動(dòng)載荷 指假想作用于滾動(dòng)軸承的恒定的中心軸向載荷，在該載荷作用于滾動(dòng)軸承的基本額定壽命為一百萬(wàn)轉(zhuǎn)。
9）徑向（或軸向）當(dāng)量動(dòng)載荷 指一恒定的徑向載荷（或中心軸向載荷），在該載荷作用下，滾動(dòng)軸承具有與實(shí)際載荷作用下相同的壽命。
10）徑向（或軸向）基本額定靜載荷 指與滾動(dòng)體及滾道的總永久變形量相對(duì)應(yīng)的徑向靜載荷（或中心軸向靜載荷）。如果在零載荷下，滾子與滾道（滾子軸承）為或假定為正常母線（全線接觸）時(shí)，在最大接觸應(yīng)力下，滾動(dòng)體與滾道接觸處產(chǎn)生的總永久變形量為滾動(dòng)體直徑的，對(duì)于單列角接觸軸承，徑向額定載荷為引起軸承套圈彼此相對(duì)純徑向位移的載荷的徑向分量。
11）徑向（或軸向）當(dāng)量靜載荷 該徑向靜載荷（或中心軸向靜載荷）會(huì)使受最大應(yīng)力的滾動(dòng)體和滾道接觸處產(chǎn)生的總永久變形量與實(shí)際載荷條件下的總永久變形量相同。
7.2軸承類(lèi)型選擇
選擇滾動(dòng)軸承的類(lèi)型與多種因素有關(guān)，通常根據(jù)下列幾個(gè)主要因素。
1）允許空間。
2）載荷大小和方向。例如既有徑向又有軸向的聯(lián)合載荷一般選用角接觸軸承或圓錐滾子軸承，如徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球軸承和內(nèi)外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承，如同時(shí)還存在軸或殼體變形大以及安裝對(duì)中性差的情況，可選用調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承；如軸向載荷大，徑向載荷小，可選用推力角接角球軸承、推力圓錐滾子軸承，若同時(shí)要求調(diào)心性能，可選推力調(diào)心滾子軸承。
3）軸承工作轉(zhuǎn)速。
4）旋轉(zhuǎn)精度。一般機(jī)械均可用G級(jí)公差軸承。
5）軸承的剛性。一般滾子軸承的剛性大于球軸承，提高軸承的剛性，可通過(guò)“預(yù)緊”，但必須適當(dāng)。
6）軸向游動(dòng)。軸承配置通常是一端固定，一端游動(dòng)，以適應(yīng)軸的熱脹泠縮，保證軸承游動(dòng)方式，一是可選用內(nèi)圈或外圈無(wú)擋過(guò)的軸承，另一種是在內(nèi)圈與軸或者外圈與軸承孔之間采用間隙配合。
7）摩擦力矩。需要低摩擦力矩的機(jī)械（如儀器），應(yīng)盡量采用球軸承，還應(yīng)避免采用接觸式密封軸承。
8）安裝與拆卸。裝卸頻繁時(shí)，可選用分離型軸承，或選用內(nèi)圈為圓錐孔的、帶緊定套或退卸套的調(diào)心滾子軸承、調(diào)心球軸承。
7.3按額定動(dòng)載荷選擇軸承
選擇軸承一般應(yīng)根據(jù)機(jī)械的類(lèi)型、工作條件、可靠性要求及軸承的工作轉(zhuǎn)速，預(yù)先確定一個(gè)適當(dāng)?shù)氖褂脡勖ㄓ霉ぷ餍r(shí)表示），再進(jìn)行額定動(dòng)載荷和額定靜載荷的計(jì)算。各類(lèi)機(jī)械所需軸承使用壽命的推薦值見(jiàn)表7.1：
表7.1軸承使用壽命的推薦值
使 用 條 件
使用壽命/h
不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備
3003000
短期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不致引起嚴(yán)重后果，如手動(dòng)機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、裝配吊車(chē)、自動(dòng)送料裝置
30008000
間斷使用的機(jī)械，中斷使用將引起嚴(yán)重后果，如發(fā)電站輔助設(shè)備、流水作業(yè)的傳動(dòng)裝置、帶式輸送機(jī)、車(chē)間吊車(chē)
800012000
每天8h工作的機(jī)械、但經(jīng)常不是滿(mǎn)載荷使用，如電機(jī)、一般齒輪裝置、壓碎機(jī)、起重機(jī)和一般機(jī)械
1000025000
每天8h工作，滿(mǎn)載荷使用，如機(jī)床、木材加工機(jī)械、工程機(jī)械、印刷機(jī)械、分離機(jī)、離心機(jī)
2000030000
24h連續(xù)工作的機(jī)械，如壓縮機(jī)、泵、電機(jī)、軋機(jī)齒輪裝置、紡織機(jī)械
4000050000
24h連續(xù)工作的機(jī)械、中斷使用將引起嚴(yán)重后果，如纖維機(jī)械、造維機(jī)械、造紙機(jī)械、電站主要設(shè)備、給排水設(shè)備、礦用通風(fēng)機(jī)
100000
由于調(diào)度絞車(chē)屬于短期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不致引起嚴(yán)重后果。所以使用壽命為30008000。
8 鍵的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算
一般平鍵的選用步驟如下：
（1）根據(jù)軸徑d鍵的標(biāo)準(zhǔn)，得到鍵的截面尺寸；
（2）根據(jù)輪轂寬度B，查鍵的標(biāo)準(zhǔn)，在鍵長(zhǎng)度系列中選擇適當(dāng)?shù)逆I長(zhǎng)L；
（3）驗(yàn)算其強(qiáng)度。若發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不足時(shí)，可利用適當(dāng)增大鍵的工作長(zhǎng)度或改用雙鍵等方法，直到滿(mǎn)足條件為止。
平鍵聯(lián)接可能的失效形式有：
靜聯(lián)接時(shí)，鍵、軸槽和輪轂槽中較弱零件的工作面可能被壓潰；
動(dòng)聯(lián)接時(shí)，工作面出現(xiàn)過(guò)度磨損；
鍵被剪斷。
實(shí)際上，平鍵聯(lián)接最易發(fā)生的失效形式通常是壓潰和磨損，一般不會(huì)發(fā)生鍵被剪斷的現(xiàn)象（除非有嚴(yán)重過(guò)載）。因此，平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一般只需進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算。
8.1電機(jī)軸與中心輪聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算
8.1.1鍵的選擇
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的規(guī)格，電機(jī)軸的輸入直徑為。查普通平鍵（摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003），鍵的規(guī)格為鍵C GB/T1096-2003，即：
，，。
8.1.2鍵的驗(yàn)算
假設(shè)載荷為均勻分布，由圖8.1可得平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算式為：
擠壓強(qiáng)度條件 (8.1)
式中，——轉(zhuǎn)矩，；
——軸徑，；
——鍵的高度，；
——鍵的工作長(zhǎng)度，；對(duì)A型鍵；對(duì)B型鍵；對(duì)C型鍵，其中L為鍵的長(zhǎng)度，B為鍵的寬度；
——許用擠壓應(yīng)力，，查得。
由公式(8.1)可計(jì)算出擠壓應(yīng)力：
即：
故，符合要求
8.2主軸（滾筒軸）與行星架聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算
8.2.1鍵的選擇
主軸的輸入直徑為。查摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003，鍵的規(guī)格為鍵C GB/T1096-2003，即：，，。
8.2.2鍵的驗(yàn)算
假設(shè)載荷為均勻分布，由圖8.1可得平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算式為：
擠壓強(qiáng)度條件
式中，——轉(zhuǎn)矩，；
——軸徑，；
——鍵的高度，；
——鍵的工作長(zhǎng)度，；對(duì)A型鍵；對(duì)B型鍵；對(duì)C型鍵，其中L為鍵的長(zhǎng)度，B為鍵的寬度；
——許用擠壓應(yīng)力，，查得。
由公式(8.1)可計(jì)算出擠壓應(yīng)力：
即：
故，符合要求
8.3行星架與滾筒聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算
8.3.1鍵的選擇
行星架的外徑為。查摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003，鍵的規(guī)格為鍵B GB/T1096-2003，即：，，。采用雙鍵，呈180度布置。
8.3.2鍵的驗(yàn)算
假設(shè)載荷為均勻分布，由圖8.1可得平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算式為：
擠壓強(qiáng)度條件
式中，——轉(zhuǎn)矩，；
——軸徑，；
——鍵的高度，；
——鍵的工作長(zhǎng)度，；對(duì)A型鍵；對(duì)B型鍵；對(duì)C型鍵，其中L為鍵的長(zhǎng)度，B為鍵的寬度；
——許用擠壓應(yīng)力，，查得。
由公式(8.1)可計(jì)算出擠壓應(yīng)力：
即：
故，符合要求。
9 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
制動(dòng)器的工作是以關(guān)掉電動(dòng)機(jī)電源為前提的。因此，制動(dòng)的實(shí)質(zhì)就是由外力所產(chǎn)生的摩擦阻力矩來(lái)克服機(jī)器的慣性力矩。在這里就是由外力產(chǎn)生的摩擦阻力矩來(lái)克服機(jī)械傳動(dòng)以及負(fù)載的慣性力矩。
9.1制動(dòng)器的作用與要求
9.1.1制動(dòng)器的作用：
1）在絞車(chē)停止工作時(shí)，能可靠的剎住絞車(chē)，并繼續(xù)保持這種制動(dòng)狀態(tài)，即正常停車(chē)制動(dòng)。
2）在發(fā)生緊急情況時(shí)，能迅速而合乎要求的剎住絞車(chē)，即安全制動(dòng)。
9.1.2制動(dòng)器的要求：
1）安全、可靠；
2）動(dòng)作迅速、有效；
3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、尺寸??；
4）安裝、使用及維護(hù)方便。
9.2制動(dòng)器的類(lèi)型比較與選擇
9.2.1制動(dòng)器的類(lèi)型有：
1）帶式制動(dòng)器；
2）抱閘式制動(dòng)器；
3）盤(pán)式制動(dòng)器。
9.2.2制動(dòng)器的選擇
帶式制動(dòng)器在非工作狀態(tài)時(shí)，為了消除制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間的摩擦，必須置有制動(dòng)帶的張緊結(jié)構(gòu)。在此不可?。恢劣诒P(pán)式制動(dòng)器，最宜工作于制動(dòng)輪的端部，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。我們這里的制動(dòng)輪位于電動(dòng)機(jī)與減速器之間，不宜采用盤(pán)式制動(dòng)器。因此我們采用抱閘式制動(dòng)器。另外，絞車(chē)工作在井下，要具備防爆功能。若用電力制動(dòng)，必須配置防爆電器，這樣會(huì)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。同時(shí)提高了成本，因此我們不用電力制動(dòng)。同時(shí)，絞車(chē)為純機(jī)械式的，也不宜用液壓制動(dòng)，也省去一整套液壓系統(tǒng)，有利于結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化，降低成本。綜合上所述，我們決定采用外抱帶式制動(dòng)器。
外抱帶式制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，包角大，一般接近360°。與帶式制動(dòng)器相比，其制動(dòng)軸不受彎矩力，占用空間小，制動(dòng)所需外力小，非常適合于手動(dòng)操作的小型設(shè)備制動(dòng)中。
9.3外抱帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)
外抱帶式制動(dòng)器常用于中、小載荷的起重、運(yùn)輸機(jī)械中，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖9.1。在圖8.1中，手把（件1）是用來(lái)操縱制動(dòng)帶進(jìn)行制動(dòng)或松開(kāi)制動(dòng)帶。止動(dòng)板的作用是當(dāng)制動(dòng)帶在抱緊動(dòng)輪時(shí)，制止整個(gè)制動(dòng)器隨制動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)；還起著當(dāng)制動(dòng)器松開(kāi)后，制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間最小退距的調(diào)整作用。調(diào)節(jié)螺栓（件3）的作用是調(diào)節(jié)制動(dòng)帶與制動(dòng)輪的抱緊程度及因制動(dòng)帶磨損而造成制動(dòng)力矩下降。兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母（件8）的作用是與調(diào)節(jié)螺栓一起相配合來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，并在當(dāng)制動(dòng)力矩調(diào)整合適后，把調(diào)節(jié)螺栓與框架（件9）緊固成一體。制動(dòng)器（件11）與鋼帶（件12）之間常用鋁制帶在磨損后很方便地從鋼帶上拆卸下來(lái)。銷(xiāo)座（件4）及丁字板（件7）與鋼帶（件12）之間是用鋼制鉚釘鉚接在一起，其目的是為了增加堅(jiān)固性。
圖9.1 外抱帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖
9.4外抱帶式制動(dòng)器的幾何參數(shù)計(jì)算
1）根據(jù)制動(dòng)帶磨損量確定起始角值（見(jiàn)圖9.2）
圖9.2
（1）有關(guān)極限磨損量的概念
當(dāng)制動(dòng)帶磨損到值后，制動(dòng)帶兩端相互接觸（即圖9.2中的），此時(shí)，因制動(dòng)帶抱緊力無(wú)法再調(diào)緊，而使制動(dòng)帶制動(dòng)失效，也即此制動(dòng)帶壽命終止，此時(shí)的值就稱(chēng)為制動(dòng)帶的極限磨損量，它是外抱帶式制動(dòng)器設(shè)計(jì)中的一個(gè)很重要的概念。
（2）確定值
設(shè)為制動(dòng)帶磨損值后的內(nèi)徑，則有，將代入前式后整理可得
(9.1)
我們?nèi)〈?9.1)式可得：
（3）確定起始角
由圖9.2可知
2）初步確定角度值（見(jiàn)圖9.3）
圖9.3
由于值的大小影響著制動(dòng)機(jī)構(gòu)的銷(xiāo)座孔之間距離大小，朋而也影響著機(jī)構(gòu)受力狀態(tài)的好壞及制動(dòng)帶與制動(dòng)輪貼合的緊密程度，并且，值大小還決定著調(diào)節(jié)螺栓的長(zhǎng)度。故應(yīng)先初步確定一個(gè)值，以便于計(jì)算程序的進(jìn)行，待調(diào)節(jié)螺栓的長(zhǎng)度確定后，再利用 公式最后確定值。這樣，不但使結(jié)構(gòu)緊湊，而且也使構(gòu)件受力處于較佳狀態(tài)。
初步確定的值一般推薦在之間，取。
3）初步確定值（見(jiàn)圖9.4）
圖9.4
值在決定調(diào)節(jié)螺栓長(zhǎng)度時(shí)，其作用與角相同，為了便于計(jì)算程序的進(jìn)行，也需先初步確定其數(shù)值，等調(diào)節(jié)螺栓的長(zhǎng)度確定后，再最后確定其所需值。
值由下式確定：
(9.2)
(9.3)
(9.4)
(9.5)
(9.6)
式中，——銷(xiāo)座孔中心高，
——銷(xiāo)座底板厚度，
——鋼帶厚度，取
——制動(dòng)帶厚度，
——框架板厚度，（見(jiàn)圖9.8）
——螺栓的螺紋大徑，取
將代入(9.5)式可求得：
，取
將代入式(9.6)可求得：
，取
將代入式(9.4)可求得：
，取
將代入式(9.3)可求得：
，取
將、、及代入式(9.2)可求得：
4）制動(dòng)狀態(tài)下的孔距計(jì)算（見(jiàn)圖9.5）
圖9.5
由式，推得
5）確定松開(kāi)制動(dòng)帶后的制動(dòng)帶內(nèi)徑
假設(shè)松開(kāi)制動(dòng)帶后，制動(dòng)帶的內(nèi)徑與制動(dòng)輪外徑仍是同心圓，即
(9.7)
式中，——平均退距，查得
將代入(9.7)可求得：
6）確定最小退距（見(jiàn)圖9.6）
圖9.6
由于銷(xiāo)座與制動(dòng)鋼帶之間一般是用鉚釘鉚接，鋼性大，當(dāng)松開(kāi)制動(dòng)帶后，銷(xiāo)座處的退距最小，甚至還處在接觸狀態(tài)，為了使處于松開(kāi)狀態(tài)的制動(dòng)帶不與制動(dòng)輪相接觸，應(yīng)使處于松開(kāi)狀態(tài)的制動(dòng)帶內(nèi)徑中心高于制動(dòng)輪中心一個(gè)值，即使是在制動(dòng)帶達(dá)到磨損報(bào)廢極限時(shí)值也應(yīng)該大于零。制動(dòng)器的最小退距查得。
7）確定值（見(jiàn)圖9.6）
由圖9.6可知：，則
8）求松開(kāi)狀態(tài)下的制動(dòng)帶銷(xiāo)座孔距角
（1）確定值（見(jiàn)圖9.5）
（2）求角（見(jiàn)圖9.6）
9）求松開(kāi)狀態(tài)下的銷(xiāo)座孔距
由圖9.6可知：
10）求調(diào)節(jié)螺栓長(zhǎng)度及螺紋工作長(zhǎng)度
圖9.7
（1）求
由圖9.7可知：
（2）求角
由圖9.2和9.7可知：
（3）求
當(dāng)時(shí)，即制動(dòng)帶磨損到了極限磨損量值（制動(dòng)帶已達(dá)到報(bào)廢時(shí)期）。
在圖9.7中，則
（4）求螺栓的長(zhǎng)度（見(jiàn)圖9.8）
圖9.8
設(shè)，則取
（5）求螺紋工作長(zhǎng)度（見(jiàn)圖9.8）
11）校核
在求出螺栓的長(zhǎng)度及螺紋工作長(zhǎng)度后，必須進(jìn)行校核，使之滿(mǎn)足下列等式：
(9.8)
式中，——螺母厚度，
——框架板厚度，
——螺栓螺距，
由于,所以滿(mǎn)足條件。
12）求鉸鏈節(jié)點(diǎn)距離（見(jiàn)圖9.9）
圖9.9
由圖9.9a)可知：，由圖9.9b)可知：，故：
13）確定制動(dòng)手把長(zhǎng)度
取
14）求框架內(nèi)腔長(zhǎng)度（見(jiàn)圖9.8）